专利名称：电阻检测装置及方法
技术领域：
本发明涉及电路领域，特别涉及一种电阻检测装置及方法。
背景技术：
芯片是计算机等电子设备的重要组成部分，是指内含集成电路的硅片。其制作过程是，通过采用一定的工艺，把一个电路中所需的电阻、电容、电感、晶体管和二极管等元件及布线相互连在一起，制作在一块硅片上，成为具有所需电路功能的微型结构。由于电路中的所有元件在结构上已组成一个整体，因此，整个电路的体积大大缩小，且引出线和焊接点的数目也大为减少，从而使电子元件向着微小型化、低功耗和高可靠性方面迈进了一大步。在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下缺点由于芯片生产工艺的局限，受温度和工艺的影响，芯片上的电阻等无源元件的精度较低，例如电阻的实际阻值通常相对其标称值要变化20%，甚至更多。因此，芯片集成电路的设计人员无法知道芯片上的电阻的实际阻值，从而无法通过程序设计等外部手段去调整该芯片上的电阻的阻值，使之与它们的标称值充分相等，进而保证芯片上电路的性能。
发明内容
为了检测芯片上的电阻的实际阻值，本发明实施例提供了一种电阻检测装置及方法。所述技术方案如下一方面，提供了一种电阻检测装置，所述装置包括基准电阻和电阻检测电路；所述电阻检测电路，用于分别产生与所述基准电阻相关的基准电流和与被测电阻相关的跟随电流，输出所述基准电流和所述跟随电流之间的比例关系，使所述被测电阻的阻值能根据所述比例关系和所述基准电阻的阻值得到。另一方面，提供了一种电阻检测方法，所述方法包括选取一基准电阻；分别产生与所述基准电阻相关的基准电流和与被测电阻相关的跟随电流； 输出所述基准电流和所述跟随电流之间的比例关系，使所述被测电阻的阻值能根据所述比例关系和所述基准电阻的阻值得到。本发明实施例提供的技术方案的有益效果是通过使用基准电阻和电阻检测电路来对芯片上的被测电阻进行检测，根据输出的比例关系和基准电阻的阻值可以准确地得到被测电阻的实际阻值，从而知道了其实际阻值相对于其标称值的变化量，进而能知道该芯片上同种类型的其他电阻阻值的相对变化量， 使芯片集成电路的设计人员能够根据该变化量调整该芯片上同种类型的其他电阻的阻值， 使之与它们的标称值充分相等，进而保证芯片上电路的性能。
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他
的附图。
图1是本发明实施例--提供的电阻检测装置结构示意图2是本发明实施例二提供的电阻检测装置结构示意图3是本发明实施例二提供的电流产生模块用于产生基准电流的电路示意图
图4是本发明实施例二提供的电流产生模块用于产生跟随电流的电路示意图
图5是本发明实施例二提供的计数信号转电流模块的电路示意图6是本发明实施例二提供的电流比较模块的电路示意图7是本发明实施例二提供的基准电流和调制后的电流的波形图8是本发明实施例二提供的计数模块的输出波形图9是本发明实施例二提供的电流比较模块的输出波形图10是本发明实施例_三提供的电阻检测方法流程图。
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。实施例一本发明实施例提供了一种电阻检测装置，参见图1，该装置包括芯片外的基准电阻101和芯片上的电阻检测电路102 ；电阻检测电路102，用于分别产生与基准电阻101相关的基准电流和与被测电阻 103相关的跟随电流，输出该基准电流和跟随电流之间的比例关系，使被测电阻103的阻值能根据该比例关系和基准电阻101的阻值得到。本发明实施例提供的电阻检测装置，通过使用芯片外的基准电阻和芯片上的电阻检测电路来对芯片上的被测电阻进行检测，根据输出的比例关系和芯片外的基准电阻的阻值可以准确地得到被测电阻的实际阻值，从而知道了其实际阻值相对于其标称值的变化量，进而能知道该芯片上同种类型的其他电阻阻值的相对变化量，使芯片集成电路的设计人员能够根据该变化量调整该芯片上同种类型的其他电阻的阻值，使之与它们的标称值充分相等，进而保证芯片上电路的性能。实施例二本发明实施例提供了一种电阻检测装置，参见图2，该装置包括芯片外的基准电阻201和芯片上的电阻检测电路202 ；基准电阻201和芯片上的被测电阻203均与电阻检测电路202相连；电阻检测电路202，用于分别产生与基准电阻201相关的基准电流和与被测电阻 203相关的跟随电流，输出该基准电流和跟随电流之间的比例关系，使被测电阻203的阻值能根据该比例关系和基准电阻201的阻值得到。其中，电阻检测电路202，具体包括电流产生模块20 、计数模块202b、计数信号转电流模块202c、电流比较模块202d和锁存模块20 。电流产生模块20 ，用于分别产生与基准电阻201相关的基准电流和与被测电阻203相关的跟随电流，并将基准电流输出到电流比较模块202d，将跟随电流输出到计数信号转电流模块202c。其中，该电流产生模块20 还接收一参考电压，用该参考电压产生基准电流和跟随电流。该参考电压可以为带隙基准电压，或者电源电压等其他类型的电压。上述产生的基准电流与基准电阻201成反比关系，产生的跟随电流与被测电阻203成反比关系。假设基准电阻201用Rext表示，被测电阻203用Rirm表示，参考电压用Vref表示，基准电流用Iext表示，跟随电流用Iirm表示，那么，在本发明实施例中，电流、电压和电阻之
间的关系可以表示为
VrefVrpfIext=a-~，Iinn=/ ^r^,其中，α和β表示预设的常量。
RextRinn具体地，电流产生模块20 中用于产生Iext的电路可以如图3所示，用于产生 Iinn的电路可以如图4所示，当然也可以采用其他能实现相应功能的电路，本实施例不作具体限定。Iext由Vref、Rext、运放AMP1、电流镜M31和M32产生，Iinn由Vref、Rinn、运放AMP2，电流镜M41和M42产生，其中，AMPl和AMP2完全相同，电流镜M31、M32和电流镜 M41、M42完全相同。运放AMPl和AMP2迫使N31和N41的电压等于Vref，因此使得
Γ π Τ . Vref τ. ^VrefIext=a-,Iinn=/ -~。
RextRinn计数模块202b，用于从预设的初始值开始计数，产生计数信号，并将该计数信号输出到计数信号转电流模块202c和锁存模块20加。其中，预设的初始值可以是零，也可以是其他合适的值，本发明实施例仅以预设的初始值是零进行说明，但不限定于此。本发明实施例中的计数模块202b可以用数字逻辑电路中常见的计数器来实现，图2中计数模块 202b的输入CLK是计数器用的时钟信号。假设计数信号用N位数字信号Dcoimt表示，并且 Dcount每隔一个CLK的周期加1，Dcount从低位到高位分别为D<0>, D<1>，…，D<N_1>。计数信号转电流模块202c，用于接收电流产生模块20 输出的跟随电流Iirm和计数模块202b输出的计数信号Dcount，并用Dcount调制Iirm，生成调制后的电流Iinn_ count，并将Iirm_COimt输出到电流比较模块202d。在本发明实施例中，计数信号转电流模块202c调制后的电流I inn_count与Dcount成正比关系，也就是I inn_count = Iinn*Dcount。具体地，计数信号转电流模块202c用于产生Iirm_COimt的电路如图5所示，当然也可以采用其他能实现相应功能的电路，本实施例不作具体限定。Iinn经由电流镜M51、 M52流过M60，再通过电流镜M61，M62……M6N分别镜像成电流为1倍，2倍，……2^1倍的电流，这些电流分别受计数模块202b输出的N位计数信号D<0>，D<1>……D<N-1>的控制， 如果对应数字位为1(高电平)，那么对应的电流将叠加到Iinrucount中，反之，如果对应的数字位为0(低电平)，那么对应的电流将不叠加到Iirm_COimt中。这样就实现了 Iirm_ count = I inn氺Dcountο电流比较模块202d，用于接收计数信号转电流模块202c输出的调制后的电流 Iinn_count和电流产生模块20 输出的基准电流Iext，并比较Iinn_count和Iext的大小，如果Iirm_COimt大于等于Iext，则电流比较模块202d的输出信号使锁存模块20 锁存当前产生的Dcount，该Dcount为Iext和Iinn之间的比例关系，如果Iinn_count小于 Iext,则电流比较模块202d的输出信号使计数模块202b继续计数，并执行用Dcoimt调制Iinn，生成Iirm_COimt的步骤。例如，电流比较模块202d向计数模块202b和锁存模块 202e输出的输出信号可以表示为SENSE_0K，当Iinn_count大于等于Iext时，SENSE_0K信号为高电平，使计数模块202b停止计数、并使锁存模块20 进行锁存；当I irm_COimt小于Iext时，SENSE_0K信号为低电平，使计数模块202b继续计数。具体地，电流比较模块202d的比较电路可以如图6所示，当然也可以采用其他能实现相应功能的电路，本实施例不作具体限定。Iirm_COunt和Iext分别经由电流转电压的器件，即电阻Rl和R2产生相应的电压信号N61和N62，N61和N62分别送给电压比较器 COMP的正端和负端进行比较，输出比较结果SENSE_0K信号，其中Rl = R2。在本发明实施例中，当Iinn_count大于Iext时，N61的电压大于N62的电压，电压比较器COMP输出高电平，反之，当Iinn_count小于Iext时，输出低电平。锁存模块20 ，用于根据电流比较模块202d的输出信号控制是否锁存计数模块 202b当前产生的计数信号Dcount，如果是，则输出该Dcount作为Iext和Iinn之间的比例关系。本发明实施例中的锁存模块20 可以用数字逻辑电路中常见的锁存器来实现。进一步地，电阻检测电路202输出Iext和Iirm之间的比例关系后，使被测电阻 203的阻值等于该比例关系乘以基准电阻201的阻值，再乘以一常数因子。下面再结合图2对该电阻检测装置的检测过程进行整体上的说明。图2中各模块输入的EN_SENSE是用来启动检测过程的使能信号，EN_SENSE = 0时电阻检测电路202复位，EN_SENSE = 1时电阻检测电路202进入电阻检测过程。该电阻检测装置上电后，先令 EN_SENSE = 0，将电阻检测电路复位，复位后处于等待电阻检测使能信号的状态，直到EN_ SENSE = 1时进入电阻检测过程。电阻检测过程开始后，电流产生模块20 即产生Iext和 Iinn,计数模块202b从0开始计数，输出Dcount。计数信号转电流模块202c用Dcount调制1丨皿后，输出调制后的电流1^111_(3011壯。计数模块202b每计数一次，电流比较模块202d 比较下Iinn_count和Iext的大小，如果Iinn_count大于等于Iext,电流比较模块202d 输出的SENSE_0K信号为高电平，计数模块202b停止计数，锁存模块20 锁存当前Dcoimt 作为比例关系，即锁存计数模块202b当前输出的Dcoimt，检测过程结束，电阻检测电路202 回到复位状态，继续等待电阻检测的使能信号；如果Iirm_COimt小于Iext，电流比较模块 202d输出的SENSE_0K信号为低电平，计数模块202b继续计数，检测过程继续，直到Iirm_ count大于等于Iext0在电阻检测的过程中，Iext和Iinrucount的波形如图7所示，计数模块202b的输出波形如图8所示，电流比较模块202d的输出波形如图9所示，其中tstop表示停止计数的时刻。检测过程开始时，计数模块202b输出的Dcount比较小，因而Iinrucount小于 Iext，这时电流比较模块202d输出的SENSE_0K为低电平，计数模块202b继续计数，随着计数模块202b的输出Dcount渐渐增加，因而Iinrucount也渐渐增大，越来越接近Iext，当 Iinn_count开始大于或等于Iext时，SENSE_0K变为高电平，这时计数模块202b停止计数， 此时计数模块202b输出的Dcount值为Dstop，锁存模块20 锁存比例关系Dstop，检测过程结束，电阻检测电路202回到复位状态，等待重新进行电阻检测的使能信号。检测过程结束的时候Iinn_count刚刚大于Iext或者等于Iext，可见Iinn_count和Iext应该是近似相等的，有如下关系linn—count = Iext,
由于
权利要求
1.一种电阻检测装置，其特征在于，所述装置包括基准电阻和电阻检测电路；所述电阻检测电路，用于分别产生与所述基准电阻相关的基准电流和与被测电阻相关的跟随电流，输出所述基准电流和所述跟随电流之间的比例关系，使所述被测电阻的阻值能根据所述比例关系和所述基准电阻的阻值得到。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电阻检测电路，包括电流产生模块、 计数模块、计数信号转电流模块、电流比较模块和锁存模块；所述电流产生模块，用于分别产生与所述基准电阻相关的基准电流和与被测电阻相关的跟随电流，并将所述基准电流输出到所述电流比较模块，将所述跟随电流输出到所述计数信号转电流模块；所述计数模块，用于从预设的初始值开始计数，产生计数信号，并将所述计数信号输出到所述计数信号转电流模块和所述锁存模块；所述计数信号转电流模块，用于接收所述电流产生模块输出的跟随电流和所述计数模 ±夬输出的计数信号，并用所述计数信号调制所述跟随电流，生成调制后的电流，并将所述调制后的电流输出到所述电流比较模块；所述电流比较模块，用于接收所述计数信号转电流模块输出的调制后的电流和所述电流产生模块输出的基准电流，并比较所述调制后的电流和所述基准电流的大小，如果所述调制后的电流大于等于所述基准电流，则所述电流比较模块的输出信号使所述锁存模块锁存当前产生的计数信号，所述计数信号为所述基准电流和所述跟随电流之间的比例关系， 如果所述调制后的电流小于所述基准电流，则所述电流比较模块的输出信号使所述计数模块继续计数，并执行用所述计数信号调制所述跟随电流，生成调制后的电流的步骤；所述锁存模块，用于根据所述电流比较模块的输出信号控制是否锁存所述计数模块当前产生的计数信号，如果是，则输出所述计数信号作为所述基准电流和所述跟随电流之间的比例关系。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述计数信号转电流模块调制后的电流与所述计数信号成正比关系。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电阻检测电路使所述被测电阻的阻值等于所述比例关系乘以所述基准电阻的阻值，再乘以一常数因子。
5.根据权利要求1-4中任一权利要求所述的装置，其特征在于，所述电流产生模块产生的基准电流与所述基准电阻成反比关系，产生的跟随电流与所述被测电阻成反比关系。
6.一种电阻检测方法，其特征在于，所述方法包括选取一基准电阻；分别产生与所述基准电阻相关的基准电流和与被测电阻相关的跟随电流；输出所述基准电流和所述跟随电流之间的比例关系，使所述被测电阻的阻值能根据所述比例关系和所述基准电阻的阻值得到。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述输出所述基准电流和所述跟随电流之间的比例关系，包括从预设的初始值开始计数，产生计数信号，并用所述计数信号调制所述跟随电流，生成调制后的电流；比较所述调制后的电流和所述基准电流的大小，如果所述调制后的电流大于等于所述基准电流，则锁存当前产生的计数信号，所述计数信号为所述基准电流和所述跟随电流之间的比例关系，如果所述调制后的电流小于所述基准电流，则继续计数，并执行用所述计数信号调制所述跟随电流，生成调制后的电流的步骤。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括 所述调制后的电流与所述计数信号成正比关系。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述被测电阻的阻值能根据所述比例关系和所述基准电阻的阻值得到，包括所述被测电阻的阻值等于所述比例关系乘以所述基准电阻的阻值，再乘以一常数因子。
10.根据权利要求6-9中任一权利要求所述的方法，其特征在于，所述方法还包括 所述基准电流与所述基准电阻成反比关系，所述跟随电流与所述被测电阻成反比关系。
全文摘要
本发明公开了一种电阻检测装置及方法，属于电路领域。所述装置包括基准电阻和电阻检测电路；所述电阻检测电路，用于分别产生与所述基准电阻相关的基准电流和与被测电阻相关的跟随电流，输出所述基准电流和所述跟随电流之间的比例关系，使所述被测电阻的阻值能根据所述比例关系和所述基准电阻的阻值得到。本发明通过使用基准电阻和电阻检测电路来对芯片上的被测电阻进行检测，根据输出的比例关系和基准电阻的阻值可以准确地得到被测电阻的实际阻值，从而知道了其实际阻值相对于其标称值的变化量，进而能知道该芯片上同种类型的其他电阻阻值的相对变化量。
文档编号G01R27/14GK102317798SQ201180000392
公开日2012年1月11日 申请日期2011年4月13日 优先权日2011年4月13日
发明者王正香 申请人:华为技术有限公司